[发明专利]一种声屏障螺栓松动快速检测方法

说明书

本发明公开了一种声屏障螺栓松动快速检测方法，包括如下步骤：1）在声屏障的钢立柱（2）表面安装加速度传感标签（7）；2）利用RFID读写器（8）采集钢立柱（2）的加速度响应时程；3）对采集的加速度响应时程实施时频分析，获得钢立柱（2）的振动基频；4）对振动基频实施差异分析，根据基频的变化判断钢立柱（2）的螺栓是否松动。本发明基于振动理论和无线射频识别技术，为螺栓松动检测提供了新的思路，既解决了传统无线传感的电源待机时长不足的难题，便于长期监测，又可实现对大规模声屏障螺栓松动的快速检测，自动化水平高、操作方便、成本低、不会影响交通、有效保障检测人员的生命安全，具有重要的社会和经济效益。

技术领域

本发明属于工程结构养护/监测技术领域，具体涉及的是一种声屏障螺栓松动快速检测方法。

背景技术

公路、铁路等车辆行驶过程中会产生很大的噪声，对周边环境影响较大，因此，在途径建筑密集区一般会采用安装声屏障以减小噪声的影响。声屏障一般通过地脚螺栓与地面或桥梁连接，在长期振动荷载作用下，螺帽容易出现松动从而导致锚固力不足，可能产生声屏障设施倒塌造成事故。

目前，对于螺栓松动的检测方法一方面主要是人工检查，但这种方法速度慢、无法满足长距离检测需求，甚至影响交通和检测人员的生命安全；另一方面，主要通过在螺帽与被连接构件之间安装压电感应元件，监测螺栓在使用过程中螺杆的张力大小变化来判断螺栓是否松动，这种方法不仅要求垫片具有极大的抗压强度，而且安装垫片后反而会导致螺栓结构的强度发生改变，存在一定的安全隐患。

中国发明专利CN201910229125.4公开了一种基于RFID及位移传感器的高铁螺栓松动检测系统及方法，通过位移传动装置将螺栓的松动位移转换为直线位移，利用位移传感器获取直线位移数据，微处理器将接收到的直线位移数据与预设阈值比较，当超过预设阈值，则开启RFID读写器读取RFID标签，若存在与位移传感器对应的RFID标签，则通过通信模块向服务器发送包括直线位移数据及对应的RFID标签信息的第一告警信息，提示螺栓松动；若不存在，则微处理器向服务器发送RFID标签脱落的第二告警信息。

该专利公开的技术方案，需要在每一个螺栓上设置RFID标签和位移传动装置，在高铁车底设置RFID读写器、位移传感器、微处理器、通信模块及服务器，要满足RFID读写器、位移传感器及通信模块分别与微处理器连接，微处理器通过通信模块与服务器通信连接等各项连接。该方案虽然能够精确地检测各个螺栓的松动情况，但存在结构复杂、操作不方便、成本过高等缺陷，并不适用于对精度要求一般且长距离的声屏障螺栓松动检测过程。

发明内容

为克服现有技术存在的螺栓松动检测速度慢、无法满足长距离检测需求、结构复杂、成本过高等问题，本发明基于振动理论和无线射频识别技术（RFID），提出了一种螺栓松动的快速检测方法。RFID是自动识别技术的一种，通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种声屏障螺栓松动快速检测方法，包括如下步骤：

1）在声屏障的钢立柱表面安装加速度传感标签；

2）利用RFID读写器采集钢立柱的加速度响应时程；

3）对采集的加速度响应时程实施时频分析，获得钢立柱的振动基频；

4）对振动基频实施差异分析，根据基频的变化判断钢立柱的螺栓是否松动。

进一步的，步骤1）中所述的加速度传感标签是一种基于无线射频识别技术的电子标签，工作时不需要电源供给。

进一步的，步骤1）中所述的加速度传感标签通过焊接的方式安装在钢立柱的表面，且安装位置为高于路面1m以上的范围。